(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ.ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ Изобретение относится к -машиностроению и, в частности, к устройст вам для ультразвукового упрочнения поверхностного слоя деталей машин, изготовляемых, например, из титановых и жаропрочных сплавов. Известны устройства для упрочнения поверхностей деталей сложной формы, например турбинных лопаток, основанные на принципе дробеструйно обработки. С помощью таких устройс рабочему телу различного вида (абра зивному, дроби, шарикам) сообщают кинетическую энергию различного уровня в зависимости от конкретной задачи 1. К недостаткам этих устройств относится низкая производительность, особенно при упрочнении деталей (ло паток) большой длины (cBHiije 500 мм) тяжелые условия работы обслуживающего персонала и т.д. Известно также устройстЕО для упрочнения поверхностей деталей шариком, вибрирующим с ультразвуков частотой. При этом расточая часть ультразвукового концентратора выпол нена в виде шара, который при перемещении относительно детали внедряется в упрочняемую поверхность 2. К недостаткам такого устройства .для поверхностного упрочнения относятся низкая производительность, неравномерность наклепа, а также ограниченность его применения. Так, например, практически не удается применить такие устройства для поверхностного упрочнения деталей сложной формы типа лопаток турбин и компрессоров . Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для поверхностного упрочнения деталей, содержащее рабочую камеру, заполненную шариками, и источник ультразвуковых колебаний с волноводом, соединенным с торцом рабочей камеры, выполненной в виде несн;рльких коаксиальных цилиндров 3. Недостаток устройства - неравномерность обработки дпинномерных деталей за счет уменьшения интенсивности колебаний стенки волновода по мере увеличения его высоты в результате потерь энергии ультразвуковых колебаний. Целью изобретения является повыиение равномерности обработки деталей. Поставленная цель достигается за счет того, что в устройстве рабочая
камера выполнена в виде цилиндрического стакана с периодической волнистой в направлении его оси внутренней поверхностью с шагом волнистости, равным О,9-1,1 Л/2, где Ддлина стоячей волны упругих колебаний стенки.
На чертеже представлена конструкция предлагаемого устройства.
Устройство включает магнитострикционный преобразователь 1, волновод 2, скрепленный с преобразователем 1 и цилиндрическим стаканом 3 с волнистой стенкой.
Толщина дна стакана-волновода не должна превышать четверти длины продольной волны. Диаметр стакана выбирается исходя из условия кратности периметра волновода целому числу длин продольной волны. Высота стакана выбирается исходя из услови кратности ее целому числу четвертей изгибной волчы, распространяющейся вдоль стенки волновода-стакана. При этом максимуму амплитуды колебаний соответствует минимальная толщина стенки стакана, а минимуму амплитуд соответствует максимальная ее толщина.
Внутри стакана 3 помещены стапьн щарики 4 и упрочняемая лопатка 5, закрепляемая в приспособлении 6, Вокруг стакана расположены воздуховоды 7 с отверстиями 8, предназначенные для предохранения стакана 3 от нагрева.
Работает устройство следующим образом.
Высокочастотные электрические колебания с помощью магнитострикг1.ионого преобразователя 1 переходят в ханические колебания ультразвуковой частоты. Посредством волновода 2 колебания передаются тонкостенному стакану 3 и отвальные и арики 4 приходзт в колебательное движение. Получая в дальнейшем дополнительные импульсы от волнистой стенки стакана, шарики производят более равномерное упрочнение лопатки 5 при любой ее длине.
Воздух, подаваемый под давлением через отверстия 8 воздуховодов 7, охлаждает стакан 3, способствуя сохранению постоянной частоты колебаний с целью исключения возможности миграции узлов и пучностей волны, распространяющейся вдоль стенки волновода-стакана .
Сравнительные испытания предложенного и известного устройств показывают, что предложенное устройство обеспечивает более равномерное упрочнение по.длине детали.
Формула изобретения
Устройство для поверхностного 0 упрочнения деталей, содержащее рабочую камеру, заполненную шариками, и источник ультразвуковых колебаний с.волноводом, соединенным с торцом рабочей камеры, отличающее с я тем, что, с целью повышения производительности обработки, рабочая камера выполнена в виде цилиндрического стакана с периодической волнистой в направлении его оси внутренней поверхностью с шагом волнистости оавным 0,9-1,1А/2, где А - длина стоячей волны упругих колебаний стенки цилиндрического стакана.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1,Гринченко И.Г. Упрочнение деталей из жаропрочных и титановых сплавов, М., Машиностроение, 1971.
2.Муханов И.И. и др. Упрочнение стальных деталей шариком, вибрирующим
0 с ультразвуковой частотой. Вестник мазлиностроения , 1965, № 11, сЛ95..
3,Авторское свидетельство СССР № 465052, кл.В 24 В 31/06, 1972
5 (прототип).
